Карнавал молекул. Химия необычная и забавная
Если вы хотите узнать о химии больше, чем написано в учебниках, «Карнавал молекул» — книга для вас. Если же эта наука кажется вам неинтересной, то тем более стоит раскрыть книгу Михаила Левицкого — и вы поймете, насколько занимательной и увлекательной может быть химия. Как она связана с архитектурой? Почему три группы ученых из разных стран одновременно пытались синтезировать инсулин и кто, в конце концов, получил за это Нобелевскую премию? Наконец, каким образом американская пятиклассница случайно «сконструировала» на уроке химии новую молекулу взрывчатого вещества? О значимых и интересных открытиях и их авторах, о достижениях современной химии Михаил Левицкий рассказывает так, чтобы увлечь даже неподготовленного читателя. При этом, в отличие от учебника, в книге нет последовательного изложения основ химии, поэтому ее можно читать, начиная с любой главы. Родителям эта книга поможет привлечь внимание школьников к изучению естественных наук, преподавателям средней школы — сделать занятия более увлекательными, а студентам и аспирантам, выбравшим химию своей специальностью, — проследить, как ход рассуждений исследователя приводит к получению ценных научных результатов.
Пікірлер2
Дәйексөздер64
Архитектура — это музыка в пространстве, как бы застывшая музыка.
Авторы этих эпиграфов как будто ведут диспут, несмотря на то что разделены во времени на полтора столетия.
Возникновение стереоспецифической полимеризации произошло в 50-х гг. прошлого столетия. Немецкий химик Карл Циглер изучал полимеризацию этилена в присутствии алкилов алюминия, при этом ему удавалось получать только короткоцепные молекулы (до 100 элементарных звеньев) из-за того, что одновременно протекала обратная реакция — расщепление полимерных цепей на фрагменты. Как это часто бывает, вмешался случай. Студент, помогавший Циглеру в работе, недостаточно тщательно вымыл перед опытом автоклав, в котором оказались следы коллоидного никеля, оставшиеся от предыдущего опыта по гидрированию. Результаты эксперимента, проведенного в «грязном» автоклаве, натолкнули Циглера на мысль, что на рост цепи при полимеризации могут влиять соединения переходных металлов. Добавляя в реакционную смесь небольшие количества солей переходных металлов, Циглер в результате одного из опытов обнаружил в автоклаве (по его словам) «большой кекс белоснежного полиэтилена». Это было выдающееся событие! Наиболее эффективной оказалась каталитическая композиция из тетрахлорида титана и триэтилалюминия TiCl4 + Al(C2H5)3, которая позволила проводить полимеризацию этилена при низких температуре и давлении.
В результате возникло новое промышленное направление — получение полиэтилена низкого давления (до 20 атм, при температуре 120 °С). Для сравнения укажем, что производившийся до этого полиэтилен высокого давления получали при 1500–3000 атм (!) и температуре 200–260 °C, его до сих пор применяют как упаковочный материал в виде пленки. В отличие от него, полиэтилен низкого давления обладает более высокой плотностью и прочностью, из него изготавливают трубы для канализации, дренажа и водоснабжения, а также теплоизолирующие материалы (вспененный полиэтилен).
Самое интересное, что необычные свойства новой каталитической системы этим не исчерпывались. В 1954 г. итальянский ученый Джулио Натта обнаружил, что катализатор такого же типа позволяет проводить стереоспецифическую полимеризацию, в процессе которой соединяемые звенья полимерной цепи располагаются в пространстве строго определенным образом. Циглеровский катализатор позволил Натте получить изотактический полипропилен. Термин «изотактический» предложила супруга Натты, профессор лингвистики, слово состоит из корней греческого языка и в вольном переводе означает «все на одной стороне». По аналогии были предложены названия и для других структур — «атактический» и «синдиотактический», которые сразу вошли в научную литературу. Изотактический полипропилен, в отличие от атактического — мягкого, липкого продукта, имеет высокую прочность и твердость, его стали широко использовать как конструкционный материал.
Итак, катализаторы Циглера — Натты открыли дорогу изотактическому полипропилену, ставшему тем самым лидером в мире полимеров, который был упомянут в начале. В сравнении с «ближайшим родственником» — полиэтиленом низкого давления — полипропилен имеет заметно более высокую механическую прочность, кроме того, он теплостоек (размягчение при
В результате возникло новое промышленное направление — получение полиэтилена низкого давления (до 20 атм, при температуре 120 °С). Для сравнения укажем, что производившийся до этого полиэтилен высокого давления получали при 1500–3000 атм (!) и температуре 200–260 °C, его до сих пор применяют как упаковочный материал в виде пленки. В отличие от него, полиэтилен низкого давления обладает более высокой плотностью и прочностью, из него изготавливают трубы для канализации, дренажа и водоснабжения, а также теплоизолирующие материалы (вспененный полиэтилен).
Самое интересное, что необычные свойства новой каталитической системы этим не исчерпывались. В 1954 г. итальянский ученый Джулио Натта обнаружил, что катализатор такого же типа позволяет проводить стереоспецифическую полимеризацию, в процессе которой соединяемые звенья полимерной цепи располагаются в пространстве строго определенным образом. Циглеровский катализатор позволил Натте получить изотактический полипропилен. Термин «изотактический» предложила супруга Натты, профессор лингвистики, слово состоит из корней греческого языка и в вольном переводе означает «все на одной стороне». По аналогии были предложены названия и для других структур — «атактический» и «синдиотактический», которые сразу вошли в научную литературу. Изотактический полипропилен, в отличие от атактического — мягкого, липкого продукта, имеет высокую прочность и твердость, его стали широко использовать как конструкционный материал.
Итак, катализаторы Циглера — Натты открыли дорогу изотактическому полипропилену, ставшему тем самым лидером в мире полимеров, который был упомянут в начале. В сравнении с «ближайшим родственником» — полиэтиленом низкого давления — полипропилен имеет заметно более высокую механическую прочность, кроме того, он теплостоек (размягчение при
